基于虛擬MIMO技術的無線傳感器網(wǎng)絡LEACH協(xié)議研究.pdf

1、隨著微電子技術、計算技術和無線通信等技術的進步,使得在微小體積內(nèi)集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能與一體成為可能,而低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展促進了傳感器節(jié)點的成熟。由這些很多配備可編程計算、多功能傳感和通信能力的低功耗設備或節(jié)點組成的小型網(wǎng)絡就是無線傳感器網(wǎng)絡,它是一種新型無基礎設施的無線網(wǎng)絡,布置在無人監(jiān)控的位置,能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種對象的信息并進行處理。它易于布置,具有Ad-hoc網(wǎng)絡的連續(xù)性和高效性。無線

2、傳感器網(wǎng)絡是一個全新的研究領域,它的隨機布設、自組織、環(huán)境適應等特點使其在軍事、環(huán)境、醫(yī)療、家庭和其他商業(yè)應用領域具有廣闊的應用前景和很高的應用價值,因此引起了工業(yè)界和學術界的高度重視。
　　無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量龐大,單個節(jié)點的資源非常有限,這就要求無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議必須以節(jié)約能源為主要目標,最大限度的延長網(wǎng)絡的生命周期。在傳感器網(wǎng)絡中,由于鏈路存在多徑衰落和射頻不規(guī)則性,給網(wǎng)絡帶來很大影響。本文的主要工作是對無線傳感器網(wǎng)

3、絡的路由協(xié)議進行分析和設計。
　　首先,論文研究了無線傳感器網(wǎng)絡的體系結(jié)構、網(wǎng)絡協(xié)議體系的特點,分析和比較了現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議。
　　其次,在深入研究分簇路由協(xié)議LEACH(LOW-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法的基礎上了解該算法的優(yōu)缺點,并針對其缺點提出了改進算法,改進主要體現(xiàn)在對簇頭選舉的考慮上,把節(jié)點的剩余能量考慮到簇頭的選舉過程中,減少了少數(shù)節(jié)點能量快速消耗

4、的現(xiàn)象,同時對于LEACH算法單跳通信的缺點,提出采用MTE(Minimum Transmission Energy)的多跳傳輸技術,分擔遠距離節(jié)點的能耗。通過分析可知改進后的路由算法均衡了網(wǎng)絡的負載,延長了網(wǎng)絡的生存期。
　　最后,針對無線通信過程中射頻傳播的不規(guī)則性、多徑衰落等物理環(huán)境的影響,可能導致傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和效率的下降的問題,本文在單個天線的傳感器節(jié)點引入了無線通信中的多輸入多輸出(MIMO)技術,取代單個天線